高碳链烷烃二胺及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及高碳链烷烃二胺制备领域，公开了一种高碳链烷烃二胺及其制备方法和应用。本发明专利技术的高碳链烷烃二胺的制备方法的特征在于，所述高碳链烷烃二胺的结构如式NH2‑(CH2)m‑NH2所示，所述方法包括以下步骤，1)在酰胺化反应条件下，将式COOH‑(CH2)n‑COOH所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物反应，得到式CONH2‑(CH2)n‑CONH2所示的高碳链二酰胺；2)在碱性条件下，在水与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的存在下，使式CONH2‑(CH2)n‑CONH2所示的高碳链二酰胺发生重排降级反应，得到式NH2‑(CH2)m‑NH2所示的高碳链烷烃二胺，式中，n＝11‑15，m＝9‑13。本发明专利技术的方法是一种安全方便、简单易行的高碳链烷烃二胺的制备方法。

High-carbon alkane diamines and their preparation methods and Applications

The invention relates to the field of preparation of high carbon alkane diamine, and discloses a high carbon alkane diamine, its preparation method and application. The preparation method of the high carbon chain alkane diamine of the present invention is characterized in that the structure of the high carbon chain alkane diamine is as shown in formula NH2 (CH2)m NH2. The method comprises the following steps: 1) under amidation reaction conditions, the high carbon chain alkane diacid shown in formula COOH (CH2)n COOH reacts with ammonia compounds to obtain the high carbon chain diamide shown in formula CONH2 (CH2)n CONH2;2;in formula CONH2;2; Under alkaline conditions, in the presence of water, sodium hypochlorite and/or sodium hypochlorite, the rearrangement and degradation of the high carbon chain diamides shown in formula CONH2 (CH2) n (CONH2) were carried out. The high carbon chain alkane diamides shown in formula NH2 (CH2) m NH2 were obtained. In formula, n = 11 15, M = 9 13. The method of the invention is a safe, convenient and simple preparation method of high carbon alkane diamine.

【技术实现步骤摘要】
高碳链烷烃二胺及其制备方法和应用
本专利技术涉及高碳链烷烃二胺制备领域，具体涉及一种高碳链烷烃二胺及其制备方法和应用。
技术介绍
聚酰胺，又称尼龙(PA)，是主链中含有聚酰胺特征基团(-NHCO-)的含氮杂链聚合物，与聚碳酸酯、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚苯醚并称为五大通用工程塑料。聚酰胺具有耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异特性，随着高附加值改性产品的不断涌现，聚酰胺工程塑料广泛应用于汽车、电子电气及交通运输业，典型制品有泵叶轮、轴承、汽车电器仪表等零部件。高碳链尼龙品种，具有密度小、吸水率低、耐低温、耐磨、耐冲击等优点。所以高碳链烷烃二胺的下游化工品不约而同地对高碳链烷烃二胺的品质提出了新的要求，要求产品的质量要更高。长链二元胺包括壬二胺，特别是以癸二胺代表的制备，一直以来延续了原始的合成工艺：以长链二元酸为原料，经高温氨化，脱水制的长链二腈，选取雷尼镍等金属合金当作催化剂，选择间歇式的加氢方式来进行催化生产。传统合成方法的优势是对于工艺掌握比较成熟，操作便于进行。另外，对于壬二胺，也有报道通过以壬二醛为原料，在氨的存在下，以镍等金属作催化剂，氨化氢化生产壬二胺的工业化工艺。但是，上述现有的工艺涉及高温、高压，氢化等危险工艺，存在安全性上的问题，并且现有的工艺存在工艺复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的安全性和工艺复杂的问题，提供一种安全方便，简单易行的高碳链烷烃二胺的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种高碳链烷烃二胺的制备方法，所述高碳链烷烃二胺的结构如式(3)所示，所述方法包括以下步骤，1)在酰胺化反应条件下，将式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物反应，得到式(2)所示的高碳链二酰胺；2)在碱性条件下，在水与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的存在下，使式(2)所示的高碳链二酰胺发生重排降级反应，得到式(3)所示的高碳链烷烃二胺，COOH-(CH2)n-COOH式(1)CONH2-(CH2)n-CONH2式(2)NH2-(CH2)m-NH2式(3)式(1)～式(3)中，n＝11-15，m＝9-13。优选地，步骤1)和步骤2)在同一反应容器中进行。优选地，所述含氨化合物为氨气和/或尿素。优选地，式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物的摩尔比为1：2-10。优选地，所述酰胺化反应条件包括：反应温度为150-250℃，反应时间为8-18小时。优选地，式(2)所示的高碳链二酰胺与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的摩尔比为1：1.8-3.5。优选地，步骤2)在溶剂存在下进行。优选地，式(2)所示的高碳链二酰胺与所述溶剂的重量比为1：5-15。优选地，所述溶剂为二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、四氢呋喃、甲醇、乙醇和丙醇的一种或多种。优选地，步骤2)中，反应体系的pH值在9以上。优选地，式(3)所示高碳链烷烃二胺为壬二胺、葵二胺、十一烷二胺、十二烷二胺或十三烷二胺。根据本专利技术的第二方面，提供一种高碳链烷烃二胺，其通过本专利技术的方法制备得到。根据本专利技术的第三方面，提供本专利技术的方法制备得到的高碳链烷烃二胺在制备聚酰胺中的应用。通过上述技术方案，本专利技术能够提供一种安全方便，简单易行的高碳链烷烃二胺的制备方法。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供的高碳链烷烃二胺的制备方法，其为式(3)所示的高碳链烷烃二胺的制备方法，该方法包括以下步骤，1)在酰胺化反应条件下，将式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物反应，得到式(2)所示的高碳链二酰胺；2)在碱性条件下，在水与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的存在下，使式(2)所示的高碳链二酰胺发生重排降级反应，得到式(3)所示的高碳链烷烃二胺，COOH-(CH2)n-COOH式(1)CONH2-(CH2)n-CONH2式(2)NH2-(CH2)m-NH2式(3)式(1)～式(3)中，n＝11-15，m＝9-13。根据本专利技术，式(1)～式(3)中，n可以为11、12、13、14或15。根据本专利技术，式(1)～式(3)中，m可以为9、10、11、12或13。根据本专利技术，步骤1)在酰胺化反应条件下进行，通过使式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物进行酰胺化反应，从而得到式(2)所示的高碳链二酰胺。在本专利技术中，通过使用式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物进行酰胺化反应，具有操作简单、副产物少和收率高的优点，并且，反应完成后无需经过后处理可以直接用于下一步反应，极大地简化了工艺。根据本专利技术，所述含氨化合物可以为本领域通常用于羧酸酰胺化的各种含氨化合物，例如，可以为氨气、尿素等中的一种或多种，优选为氨气和/或尿素，由于通过使用氨气具有反应简单，操作方便的优点，因此更优选为氨气。根据本专利技术，式(1)所示的高碳链烷烃二酸可以通过商购获得，也可以按照本领域常规方法合成得到。作为所述高碳链烷烃二酸例如可以举出：十一烷基二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸或十七烷二酸。根据本专利技术，优选地，式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物的摩尔比为1：2-10，更优选为1：2.5-5，更进一步优选为1：3-4。优选地，所述酰胺化反应条件包括：反应温度为150-250℃，反应时间为8-18小时；更优选地，所述酰胺化反应条件包括：反应温度为160-240℃，反应时间为10-16小时。根据本专利技术，步骤1)完成后，仅需要冷却到室温即可得到式(2)所示的高碳链二酰胺，并且得到的式(2)所示的高碳链二酰胺可以直接用于步骤2)。例如可以直接在步骤1)的反应容器中进行步骤2)的反应，从而实现在一个反应器中进行所有的反应，在工业上极其有用。根据本专利技术，步骤2)中，在碱性条件下，在水与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的存在下，使式(2)所示的高碳链二酰胺发生重排降级反应，得到式(3)所示的高碳链烷烃二胺。在该步骤中，式(2)所示的高碳链二酰胺与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的碱溶液作用时，重排反应生成异腈酸酯，然后水解制备得到式(3)所示的高碳链烷烃二胺。也即，在步骤2)中，重排反应和水解反应(降级反应)也是在同一个反应容器中进行，由此可以大大简化工业，在工业上极其有用。在本专利技术中，水通常过量使用，例如，式(2)所示的高碳链二酰胺与水的重量比可以为1：5-100，优选为1：6-50，更优选为1：6-15，更优选为1:6-10，进一步优选为1：7-8。此外，水可以次氯酸钠水溶液或次溴酸钠水溶液的形式使用。优选地，式(2)所示的高碳链二酰胺与次氯酸钠和/或次溴酸钠的摩尔比为1：1.8-3.5，更优选为1：2.6-3.2。上述次氯酸钠或次溴酸钠可以通过商购获得，也可以在反应现场制备得到。在反应现场制备得到时，可以以氯气和氢氧化钠溶液为原料现场制备使用，也可以以溴素和氢氧化钠为原料现场制备使用。此外，优选步骤2)在溶剂存在下进行，使用溶剂有助于反应的进行，所述溶剂的用量可以根据式(2)所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高碳链烷烃二胺的制备方法，其特征在于，所述高碳链烷烃二胺的结构如式(3)所示，所述方法包括以下步骤，1)在酰胺化反应条件下，将式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物反应，得到式(2)所示的高碳链二酰胺；2)在碱性条件下，在水与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的存在下，使式(2)所示的高碳链二酰胺发生重排降级反应，得到式(3)所示的高碳链烷烃二胺，COOH‑(CH2)n‑COOH  式(1)CONH2‑(CH2)n‑CONH2 式(2)NH2‑(CH2)m‑NH2   式(3)式(1)～式(3)中，n＝11‑15，m＝9‑13。

【技术特征摘要】
1.一种高碳链烷烃二胺的制备方法，其特征在于，所述高碳链烷烃二胺的结构如式(3)所示，所述方法包括以下步骤，1)在酰胺化反应条件下，将式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物反应，得到式(2)所示的高碳链二酰胺；2)在碱性条件下，在水与、次氯酸钠和/或次溴酸钠的存在下，使式(2)所示的高碳链二酰胺发生重排降级反应，得到式(3)所示的高碳链烷烃二胺，COOH-(CH2)n-COOH式(1)CONH2-(CH2)n-CONH2式(2)NH2-(CH2)m-NH2式(3)式(1)～式(3)中，n＝11-15，m＝9-13。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)和步骤2)在同一反应容器中进行。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含氨化合物为氨气和/或尿素。4.根据权利要求1所述的方法，其中，式(1)所示的高碳链烷烃二酸与含氨化合物的摩尔比为1：2-10。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述酰胺化反应条件包括：反应温度为150-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周波，王磊，刘媛，张玉龙，
申请(专利权)人：昆山博科化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32